Frontiers 17 февраля 2026 года
В ходе эволюции бактерии приспособились к самым экстремальным условиям на Земле — от палящего зноя до температур значительно ниже нуля. Ледяные пещеры — лишь одна из сред обитания множества микроорганизмов, которые представляют собой источник генетического разнообразия, еще недостаточно изученный.
Исследователи из Румынии изучили устойчивость к антибиотикам штамма бактерий, который до недавнего времени был скрыт в 5000-летнем слое льда в подземной ледяной пещере. Они обнаружили, что этот штамм может стать основой для разработки новых стратегий по предотвращению роста устойчивости к антибиотикам и изучению естественного развития и распространения резистентности. Они сообщили о своем открытии в журнале Frontiers in Microbiology.
"Бактериальный штамм Psychrobacter SC65A.3, выделенный из ледяной пещеры Скаришоара, несмотря на свое древнее происхождение, устойчив ко многим современным антибиотикам и содержит более 100 генов, связанных с устойчивостью к антибиотикам. Кроме того, он может подавлять рост нескольких основных «супербактерий», устойчивых к антибиотикам, и обладает важными ферментативными свойствами, имеющими значительный биотехнологический потенциал."
Доктор Кристина Пуркэря, автор, старший научный сотрудник Института биологии Бухареста, Румынская академия
Древняя устойчивость к современным лекарствам
Psychrobacter SC65A.3 — это штамм бактерий рода Psychrobacter, приспособленных к жизни в холодной среде. Некоторые виды могут вызывать инфекции у людей и животных. Psychrobacter обладают биотехнологическим потенциалом, но профили устойчивости этих бактерий к антибиотикам практически не изучены. «Изучение таких микроорганизмов, как Psychrobacter SC65A.3, обнаруженных в тысячелетних ледяных отложениях в пещерах, показывает, как устойчивость к антибиотикам естественным образом развивалась в окружающей среде задолго до появления современных антибиотиков», — говорит Пуркареа.
Команда пробурила 25-метровый ледяной керн в районе пещеры, известном как Большой зал, возраст которого составляет 13 000 лет. Чтобы избежать загрязнения, фрагменты льда, извлеченные из керна, поместили в стерильные пакеты и заморозили по пути в лабораторию. Там исследователи выделили различные штаммы бактерий и секвенировали их геномы, чтобы определить, какие гены позволяют штамму выживать при низких температурах, а какие обеспечивают устойчивость к противомикробным препаратам и их активность.
Они проверили устойчивость штамма SC65A к 28 антибиотикам из 10 классов, которые обычно используются для лечения бактериальных инфекций или назначаются в таких случаях, в том числе к антибиотикам, у которых, как было установлено ранее, есть гены резистентности или мутации, дающие им возможность противостоять действию лекарств. Таким образом, они могли проверить, приводят ли предполагаемые механизмы к измеримой резистентности. «10 антибиотиков, к которым мы обнаружили резистентность, широко используются в пероральной и инъекционной терапии для лечения ряда серьезных бактериальных инфекций в клинической практике», — отметила Пуркареа. Такие заболевания, как туберкулез, колит и инфекции мочевыводящих путей, можно лечить с помощью некоторых антибиотиков, к которым, как выяснили исследователи, у бактерий есть устойчивость, в том числе рифампицина, ванкомицина и ципрофлоксацина.
SC65A.3 — первый штамм Psychrobacter, у которого была обнаружена устойчивость к некоторым антибиотикам, в том числе к триметоприму, клиндамицину и метронидазолу. Эти антибиотики используются для лечения инфекций мочевыводящих путей, легких, кожи, крови и репродуктивной системы. Профиль устойчивости штамма SC65A.3 позволяет предположить, что штаммы, способные выживать в холодных условиях, могут служить резервуарами генов устойчивости — специфических последовательностей ДНК, которые помогают им выживать при воздействии лекарств.
Потенциальный риск
Бактериальные штаммы, подобные тому, который мы исследовали, представляют собой одновременно угрозу и надежду. «Если из-за таяния льдов эти микробы высвободятся, их гены могут распространиться среди современных бактерий, что усугубит глобальную проблему устойчивости к антибиотикам, — говорит Пуркареа. — С другой стороны, они вырабатывают уникальные ферменты и противомикробные соединения, которые могут стать основой для новых антибиотиков, промышленных ферментов и других биотехнологических инноваций».
В геноме Psychrobacter SC65A.3 исследователи обнаружили почти 600 генов с неизвестными функциями, что указывает на то, что это ещё не изученный источник для открытия новых биологических механизмов. Анализ генома также выявил 11 генов, которые потенциально способны убивать или останавливать рост других бактерий, грибков и вирусов.
Такой потенциал становится все более важным в мире, где устойчивость к антибиотикам вызывает все большую обеспокоенность. Изучение древних геномов и раскрытие их потенциала показывает, какую важную роль в распространении и эволюции устойчивости к антибиотикам играла окружающая среда. «Эти древние бактерии крайне важны для науки и медицины, — заключил Пуркареа, — но для снижения риска неконтролируемого распространения необходимы тщательное обращение с ними и меры безопасности в лаборатории».
Источник:
Границы
Ссылка на журнал:
Паун В. И., и др. (2026). Первая последовательность генома и функциональное профилирование Psychrobacter SC65A.3, сохранившегося в пещерном льду возрастом 5000 лет: данные о древнем резистоме, антимикробном потенциале и ферментативной активности. Frontiers in Microbiology. DOI: 10.3389/fmicb.2025.1713017. https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2025.1713017/full
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся